識別電池負載開關作用能力的方法和具有相關設備的電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于識別電池的負載開關的作用能力的方法以及具有用于識別電池的負載開關的作用能力的設備的電池。
【背景技術】
[0002]在混合動力車輛和電動車輛中，電池或者電池組通過功率保護裝置與另外的部件如驅動器、備用發電機、充電插頭等連接。這些部件經常通過如下裝置饋電，該裝置從電池的電池電壓產生單相或者多相的交流電壓或者脈沖的直流電壓。由于在此產生的負載尖峰，這種裝置配備有儲能裝置。該儲能裝置通常是電容器。該電容器的電容可以取相當大的值。
[0003]如果所述部件之一被接通，則首先必須給電容器充電。然后才能夠使所述部件運行。這種電路的充電通常用負載電阻實現。
[0004]這種電路在圖3中示出。電容器7的第一接線端子9可以通過第一主保護裝置4與一個或者多個電池單池11的串聯電路的正極5連接，所述電池單池在這里示例性地作為多個電池單池11示出。
[0005]此外電容器7的第一接線端子9可以通過預充電保護裝置2和預充電電阻8與電池單池11的正極5連接。預充電電阻8與預充電保護裝置2串聯。預充電電阻8和預充電保護裝置2與第一主保護裝置4并聯。電容器7的第二接線端子10通過負載保護裝置3與電池單池11的負極6連接。負極6位于地電位Gnd上。
[0006]在預充電保護裝置2和負載保護裝置3閉合的情況下，電容器7通過預充電電阻8充電。在預充電結束后，第一主保護裝置4閉合并且在圖3中未示出的與電容器7耦合的部件能夠進入運行。
[0007]當負載保護裝置3有缺陷并且從電池單池11的負極6到所述部件或電容器7的連接不能中斷時，存在故障情況。這里人們稱之為負載保護裝置3(閉合地)粘住(verkleben)。從安全原因出發設置第一主保護裝置4，其能夠在故障情況下中斷電流回路。如果在這種情況下例如為診斷的目的閉合第一主保護裝置4，則電池單池11的電池電壓沒有電阻地施加在電容器7上。通過接通瞬間的大電流，該第一主保護裝置4也非常可能粘住。
[0008]通過兩個保護裝置亦即第一主保護裝置4和負載保護裝置3的粘住，產生高風險。為在所有情況下都避免這種情況，重要的是及早識別負載保護裝置3的粘住。為此圖3中所示的電路具有用于電壓測量的可能性。通過第一測量電阻R2和R3以及第二測量電阻R4和R5能夠測量在電容器7上施加的電壓。第一測量電阻R2和R3連接在電容器7的第一接線端子9和地電位Gnd之間，并且第二測量電阻R4和R5連接在電容器7的第二接線端子10和地電位Gnd之間。由此能夠確定電池內部的測量電壓U_Link pos*和U_Link neg*，它們是施加在電容器7上的電壓的度量。
[0009]此外在圖3中所示的電路中可以使用診斷電壓U_Ref。該診斷電壓通過參考電壓源U提供，所述參考電壓源與第一電阻Rl在電容器7的第二接線端子10和地電位Gnd之間串聯。在此，參考電壓源U的負極與電池單池11的負極6導電連接。該由第一電阻Rl和參考電壓源U組成的路徑可以通過開關SI接通。如果診斷電壓U_Ref被接通，則其引起電容器7的第二接線端子10上的電壓升高。這可以通過測量電阻R3和R4測量。如果確定電壓升高，則負載保護裝置3未粘住。如果不能確定電壓升高，則負載保護裝置3可能被粘住。
[0010]然而根據現有技術的這種電路具有需要附加的電壓源和開關的缺點。此外需要附加的用于診斷電路的布線。
[0011]DE102010015312A1說明一種用于機動車的高壓系統，其中負載、特別是逆變器通過線路由高壓電池供電，其中設置至少一個用于分開該高壓電源的開關裝置。負載是并聯的電容器并且設置了具有放電電阻用于對電容器放電的放電電路和閉合該放電回路的放電開關裝置。診斷裝置利用測量裝置測量說明電容器上的電壓變化一一特別在放電過程期間一一的電壓變化，并且控制裝置關于該高壓系統的功能故障分析該電壓變化。然而在因為電池有缺陷而不活躍以及電容器已經放電的情況下不能診斷出該功能故障。
【發明內容】
[0012]本發明涉及用于識別電池的負載開關的作用能力的方法，所述電池具有:第一電池極，其被設立用于通過第一開關與電容器的第一接點導電連接；和第二電池極，其被設立用于通過負載開關與所述電容器的第二接點導電連接，所述方法包括步驟:在負載開關上施加適合把負載開關切換到打開狀態的開關信號；在預先給定的測試間隔的持續時間內閉合第一開關；在測試間隔期間或者之后檢測在電容器上施加的電容器電壓；和借助電容器電壓識別負載開關的作用能力，其中當電容器電壓大于或者等于閾值電壓時將負載開關的作用能力識別為未給出。
[0013]本發明的具有用于識別電池的負載開關的作用能力的設備的電池包括:第一電池極，其被設立用于通過第一開關與電容器的第一接點導電連接；第二電池極，其被設立用于通過負載開關與所述電容器的第二接點導電連接；第一開關裝置，其被設立用于在負載開關上施加適合把負載開關切換到打開狀態的開關信號；第二開關裝置，其被設立用于在預先給定的測試間隔的持續時間內閉合第一開關；測量裝置，其被設立用于在所述測試間隔期間或之后檢測在電容器上施加的電容器電壓；和分析單元，其被設立用于當電容器電壓大于或者等于閾值電壓時將負載開關的作用能力評價為未給出。
[0014]本發明的方法和本發明的電池是有利的，因為除電池外能夠沒有附加電壓源地檢驗負載開關的作用能力。由此能夠節省用于切換附加的電壓源的附加構件并且從而實現成本優點。
[0015]從屬權利要求示出本發明的優選的擴展方案。
[0016]有利的是，所述閾值電壓相應于閉合第一開關之前的電容器電壓加上預先給定的電壓值，和/或所述閾值電壓通過電容器在預先給定的測試間隔內的典型的充電曲線來定義。由此，在電容器在測試間隔開始時未完全放電時也能夠正確地識別負載開關的作用能力。此外能夠避免通過可能的、由在電容器上連接的部件引起的干擾電壓說導致的作用能力的錯誤識別。
[0017]另外有利的是，所述測試間隔比為通過電池給電容器完全充電所需要的充電持續時間短。第一開關上的電壓由于電容器的充電特征在該充電持續時間期間小于電池的最大電壓。由此確保第一開關上的減小的電壓。這是有利的，因為防止第一開關粘住。
[0018]同樣有利的是，第一電池極被設置用于通過第一開關和預充電電阻與電容器的第一接點導電連接。通過該預充電電阻減小通過第一開關的電流。這是有利的，因為防止第一開關粘住。
[0019]特別是第一電池極還被設立用于通過第二開關與電容器的第一接點導電連接，其中在測試間隔的持續時間內在第二開關上施加適合把第二開關切換到打開狀態的開關信號。通過這樣的第二開關，如果負載開關粘住，則能夠保證電容器上無電壓。因此實現安全性增益。
[0020]此外，當電容器電壓在測試間隔之前和之后大于或者等于預先給定的閾值電壓時，可以將負載開關和第二開關的作用能力識別為未給出。如果未給出第一和第二開關的作用能力，則這意味著一種特別的風險，因為不能在電容器上再給出無電壓。識別該風險的可能性提供另外的安全性增益。
[0021]此外在本發明的電池的情況下有利的是，第一電池極另外被設立用于通過第二開關與電容器的第一接點導電連接，并且